一种产过热蒸汽的汽－水串联等温变换装置

技术领域

本发明涉及产过热蒸汽的汽－水串联等温变换装置。

背景技术

目前工业上煤加压气化产生的粗合成气的变换主要采用绝热变换和等温变换工艺。绝热变换工艺是设置一段或几段绝热变换炉，在每段变换炉后设置蒸汽过热器或废热回收器副产饱和水蒸汽或用于加热其他工艺介质回收反应余热；等温变换工艺则是在变换反应器内设置水管，用水管内的水蒸发吸收变换反应的余热副产饱和蒸汽。一般情况下，第一等温变换炉或第一绝热变换炉反应及热负荷大，第二等温变换炉或第二绝热变换炉反应及热负荷小，第二等温变换炉或第二绝热变换炉反应床层温度也较低，为了满足第二等温变换炉的反应条件，则换热管束产生蒸汽压力较低，余热回收品位及价值也低。同时，换热管束中换热管内压力远远小于换热管束外的气体压力，换热管束中换热管承受外压，易于泄露和失稳破坏。

发明内容

本发明提供一种产过热蒸汽的汽－水串联等温变换装置，以克服现有技术存在的缺陷。

为实现本发明目的，这种产过热蒸汽的汽－水串联等温变换装置它包括第一变换炉和第二变换炉，其特征在于粗合成气经热交换器后分别与第一脱毒罐和第二脱毒罐气体入口相接，第一脱毒罐与第二脱毒罐出口汇合后一路与第一变换炉气体入口相接，另一路与第二变换炉气体入口相接，第一变换炉变换气出口与第二变换炉变换气出口汇合后接热交换器，热交换器出口接第三变换炉气体入口，第三变换炉底部气体出口接热回收系统，第二变换炉换热管束出口接汽包汽液混合物入口，汽包循环热水出口接第二变换炉换热管束入口，汽包蒸汽出口与外来饱和蒸汽汇合后与第一变换炉蒸汽过热器蒸汽进口相接，蒸汽过热器过热蒸汽出口接第一变换炉顶部出口，锅炉补水一路与第三变换炉顶部换热管束的一路出口汇合后接汽包水入口，锅炉补水的另一路与第三变换炉顶部换热管束的另一路出口汇合后与第三变换炉底部换热管束入口相接，第三变换炉底部气体出口接热回收系统，所述第一变换炉为内设蒸汽过热器的绝热变换炉，所述第二变换炉和第三变换炉均为等温变换炉。

所述第一脱毒罐和第二脱毒罐的进口、出口分别装设截止阀，所述第一变换炉和第二变换炉进气口分别装设调节阀。

第一变换炉采用多段绝热段间设有上段蒸汽过热器和下段蒸汽过热器的绝热变换炉，粗合成气经热交换器后分别与第一脱毒罐和第二脱毒罐气体入口相接，第一脱毒罐与第二脱毒罐出口汇合后一路与绝热变换炉气体入口相接，另一路与第二变换炉入口相接，绝热变换炉变换气出口与第二变换炉变换气出口汇合后接热交换器，热交换器出口经水加热器后与第三变换炉气体入口相接，第三变换炉气体出口接热回收系统，第二变换炉换热管束出口接汽包汽液混合物入口，汽包的循环热水出口接第二变换炉的换热管束入口，汽包的蒸汽出口与外来饱和蒸汽汇合后经绝热变换炉内下段蒸汽过热器接上段蒸汽过热器过热蒸汽入口，上段蒸汽过热器过热蒸汽出口接过热蒸汽管网；锅炉补水一路与第三变换炉顶部换热管束的一路出口汇合后分别接汽包的水入口和水加热器换热入口，锅炉补水的另一路与第三变换炉顶部换热管束的另一路出口汇合后与第三变换炉底部换热管束入口相接，水加热器热水出口接汽包水入口，第三变换炉底部气体出口接热回收系统，所述第二变换炉和第三变换炉均为等温变换炉。

所述汽包水入口管路上装设有流量调节阀。

通过调节汽包蒸汽压力控制蒸汽过热器的管板蒸汽侧压力和第二、三变换炉管束水侧压力微大于合成气侧压力。

本发明取得的技术进步：

1、由于将多段绝热段间设有蒸汽过热器的第一变换炉的反应热通过炉内各段催化剂床层段间布置的蒸汽过热器产过热蒸汽，与第一变换炉并联的等温第二变换炉通过炉内催化剂床层布置的换热管束产饱和蒸汽加以回收，变换气经热交换器降温后进入等温第三变换炉气体入口继续进行变换反应，等温第三变换炉用于预热锅炉给水，热水的压力与等温第二变换炉副产的蒸汽压力相当，热水作为汽包的补水，第三变换炉加热锅炉给水代替产生低压蒸汽使得第二变换炉副产蒸汽量增加，使得等温第三变换炉系统副产余热的品位得以提高。

2、可通过调节汽包蒸汽压力来控制蒸汽过热器的管板蒸汽侧压力和等温变换炉管束水侧压力微大于合成气侧压力，同时蒸汽过热器及等温变换炉管束换热管束承受内压，且可实现管束水侧与工艺气侧微压差操作，受力情况明显改善，可减少换热管外压失稳和泄露失效的几率。

3、由于将脱毒罐布置于热交换器之后，有利于粗合成气脱除SOx和夹带的粉尘等杂质，可保护催化剂免受毒物的损害，延长其使用寿命。

4、第一变换炉不仅可为系统内汽包提供的饱和蒸汽过热，也可以为界外提供的饱和蒸汽过热。

5、由于第一变换炉与第二变换炉并联的同时与第三变换炉串联，第三变换炉既可为汽包提供与蒸汽压力相当的补充热水，又可为第三变换炉进口的反应气提供热量，有效维持第三变换炉正常运行，本发明不仅用于变换工段，还可用于低压甲醇合成及氨合成工段。

附图说明

图1为发明结构示意图。

图2为本发明另一种实现方式结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1：如图1所示，这种产过热蒸汽的汽－水串联等温变换装置包括第一变换炉1和第二变换炉4，粗合成气经热交换器7预热后分别入第一脱毒罐2和第二脱毒罐3，在两脱毒罐脱除SO

实施例2：如图2所示，与实施例1不同之处是第一变换炉采用多段绝热段间设有上段蒸汽过热器16a和下段蒸汽过热器16b的绝热变换炉16，粗合成气经热交换器7预热后分别入第一脱毒罐2和第二脱毒罐3，在两脱毒罐内脱除SO